Ürün & Çözümler

Single Pair Ethernet – HARTING T1 Industrial

T1 bağlantısı Etherneti kolay ve ekonomik hale getirir – ve buluttan en küçük sensöre kadar kullanılabilir

Tek bir kablo peri yeterli – Let's Twist!

Küçük devimiz Tw1ster, bir tel peri ile veriyi ve gücü eskiden ulaştırılması mümkün olmayan alanlara aktarmakta ve mevcut bus sistemlerine meydan okumaktadır. HARTING, Single Pair Ethernet konusunda araştırma, endüstri ve standardizasyon birliğine güvenmektedir. Bu birliğin bir parçası olarak uluslararası standardizasyon komitesi, HARTING Teknoloji Grubunun SPE birleşim yüzeyinin lehine olacak şekilde çok aşamalı seçim sürecini tamamlamıştır. Bu ayrıca yeni cihaz veya sensör/aktüatör teknolojisi tasarımcıları için planlama güvenliği sağlayarak ilgili cihaz teknolojisinde SPE uygulamasına bilfiil başlamalarına olanak tanımaktadır.

Tw1ster, tek perli Ethernet iletimi ile sadece süper kahraman öngörüsüne sahip değildir, IEC 63171-6 standardı ile kendi adına bir endüstri standardına da (daha önce IEC 61076-3-125) sahiptir. Çok aşamalı seçim sürecinden sonra uluslararası standartlar kuruluşu IEC, HARTING T1 Industrial'ı endüstriyel uygulamalar için gelecek Single-Pair Ethernet birleşim yüzeyi olarak seçmiştir. Kahramanımızı kutlarız; gelecekte endüstri standardı olarak kalmasını sağlamak için çalışmaya devam edeceğiz.

Mükemmel! Tw1ster artık IEC 63171-6'ya göre standartlaştı

IT dünyasında her zamankinden daha küçük ve daha verimli cihazlara doğru olan gelişme iyi bilinmektedir. Bununla birlikte bu trend, başka iş kollarında da görülmektedir. Yüksek iletim hızları ve paralel güç iletimine (uzaktan güç besleme) karşın kablo bileşenlerinin daha da küçük ve hafif olması gerekmektedir. IEEE 802.3'e uygun iletim standartlarını baz alan yeni tek perli Ethernet teknolojisi SPE, yeni nesil otomobillere entegre edilmeye başlanmış olup CAN ve diğer bus sistemlerinin yerini almaktadır. Kumandalar, iletişim ve güvenlik işlevleri Ethernet üzerinde gelecekte birbirleriyle uyum içinde çalışacaklardır. Bu, bir ağa sahip veya ileride otonom hale gelecek sürüş deneyiminin temel bir ön koşuludur.

SPE artık sadece iki tel kullanarak Ethernet üzerinden veri iletimi ve PoDL (Veri Hattı Üzerinden Güç) aracılığıyla terminaller için eş zamanlı güç beslemesi sağlamaktadır. Şu ana kadar bunu sağlamak için Hızlı Ethernet (100MB) için iki çift tel ve Gigabit Ethernet için de dört çift tel kullanmak gerekiyordu. Bu avantajlardan endüstriyel otomasyonda faydalanmak da güzel olur. SPE, saha düzeyine kadar uçtan uca IP tabanlı iletişim aracılığıyla bariyersiz ekipman, sensör/aktüatör teknolojisi bağlantısı ve daha fazlasına olanak tanımaktadır. Ethernet arayüzlerini basit sensörler, kameralar, okuma/tanımlama cihazları veya benzer ekipmanlara entegre edebiliyor olmak, Entegre Endüstri ve IIoT uygulamalarını mümkün hale getiriyor.

HARTING T1 Industrial IP konnektörleri ve cihaz soketleri

SPE, bus sistemlerine veya günümüzde saha düzeyinde hala bulunabilen analog akım/gerilim arayüzlerine kıyasla belirleyici bir avantaj sunmaktadır.  Bu, saha düzeyini  akıllı hale getirmekte ve parametre ayarı, devreye alma ve programlamayı kolaylaştırmaktadır. Ekipman kurulumu, işletimi ve bakımı daha verimli ve uygun maliyetli hale gelmektedir. SPE makineler, robotlar ve demiryolu teknolojisinde ağırlık ve yerden tasarruf etmeye de yardımcı olmaktadır. Tüm kablolama daha basit, monte edilmesi önemli oranda daha hızlı olmaktadır.

Cihazlar, kablolar ve konnektörler arasında tutarlı uyumluluk

SPE teknolojisinin büyük ölçekli kullanımı ve başarıyla pazarlanması için ön şart; cihazlar, kablolar ve konnektörler arasında tutarlı uyumluluktur. Bu uyumluluk uluslararası standardizasyon (ISO/IEC ve IEEE 802.3) ile sağlanmaktadır.  2018 başında kablolama ve standart SPE birleşim yüzeyinin seçimi için ISO/IEC tarafından, 20'den fazla uluslararası uzman komitesinin katılımıyla uluslararası düzeyde bir seçim süreci yürütülmüştür. Bu seçim sürecinden tercih edilen seçim olarak iki konnektör yüzeyi ortaya çıkmıştır:

SPE ve minyatürleştirilmiş arayüzü ile HARTING, otomasyonda tamamen yeni olanaklara kapı açıyor
  • Bina kablolaması için IEC 63171-1'e göre birleşim yüzeyi: Bu birleşim yüzeyi CommScope firmasının teklifini baz almaktadır ve M1I1C1E1 ortamları için varyant 1 (LC stili) eşanlamıyla bilinmektedir.
  • Endüstriyel ve endüstri ile ilgili uygulamalar için IEC 63171-6'e (önceden IEC 61076-3-125) göre birleşim yüzeyi: Bu birleşim yüzeyi HARTING'in teklifini baz almaktadır, M3I3C3E3 ortam şartlarına kadar kullanılmak üzere özel olarak geliştirilmiştir ve varyant 2 (endüstri stili) olarak bilinmektedir. Bu SPE konnektör tasarımı ile kısa mesafelerde 1 GBit/sn ve uzun mesafelerde 10 MBit/sn elde edilebilmektedir. Birbiri ile tümüyle uyumlu birleşim yüzeylerine sahiptir.

MICE (mekanik, giriş, iklimsel, elektromanyetik) tesisatlar için ortam koşullarını tarif etmektedir. Böylece plancılar ve kullanıcılara teknik ekipman ve kablolamanın teknik özellikleri ile ilgili değerli bilgiler sağlamaktadır. Bunun bir parçası olarak mekanik dayanıklılık (M), IPxx sınıfı (I), kimyasal ve iklimsel dayanıklılık (C) ve elektromanyetik güvenliği (E) için zorunlu gereksinimler açıklanmaktadır.  M1I1C1E1  bir ofis binasında bulunabilecek ortamı tarif ederken M3I3C3E3, oldukça uç (dışa mekan veya endüstriyel) ortamı tarif etmektedir.

HARTING için SPE, bir teknoloji konusu ve pek çok yeni ürün geliştirmeye yönelik başlangıç noktasıdır

Bununla birlikte kullanıcılar için SPE, beraberinde fırsatların yanında bir takım zorluklar da getirmektedir. Bu yeni teknoloji mevcut çözüm kadar güvenli mi? SPE, 1000 m'ye varan hat uzunlukları ile proses otomasyonunda da kullanılabilir mi? Uç cihaz ne kadar güç kullanabilir? SPE konnektörleri ve kabloları ne zaman piyasada olacak ve yeterince standartlaşmış olacaklar mı? HARTING bu soruları çok ciddiye almakta olup teknoloji işbirliğinin bir parçası olarak bunlara yanıtlamaya karar vermiştir.

WIPANO ("Patentler ve Standartlar üzerinden Bilgi ve Teknoloji Transferi") programı, Alman  Federal Ekonomi ve Enerji Bakanlığının bunu başarmaya yardımcı olacak bir girişimidir. HARTING, Reutlingen Üniversitesi ve LEONI, NG200 ortak projesinde acil SPE konuları üzerinde birlikte çalışmakta ve bunların sonuçlarını eş zamanlı olarak uluslararası standardizasyon sürecine entegre etmektedir. Son dönemde IEC 61076-6 ile, endüstri ile uyumlu tek perli birleşme yüzeyi için ağırlık ve yerden tasarruf sağlayan kablolamayı belirlemeye yönelik önemli bir adım atılmıştır.

SPE kabloları ile ilgili   IEC 61156-xx, ilgili kablolama standartları ile ilgili ISO/IEC JTC 1/SC 25/WG 3 ve IEC SC 65/JWG 10 ile ISO/IEC 11801 ve IEC 61918 üzerinde kurulum yönergeleri ve SPE için sınır değerleri ile birlikte kesintisiz çalışma yapılmaktadır. Ortak projenin takip eden adımında SPE iletişim kanallarının teknik sınırlarının nerede yer alacağı konusu ele alınacaktır. 2019'dan başlayarak SPE kullanıcıları ürünlere erişmenin yanı sıra bileşenlerin kurulumu ve test edilmesi ile ilgili geçerli standartlara ve yönergelere de erişebilecektir. HARTING teknoloji ortaklığı SPE uygulamalarında müşterilere destek olmakta ve dolayısıyla gerçek rekabet avantajları sağlamaktadır . Bu birleşim yüzeyini baz alarak HARTING, endüstriye yönelik kapsamlı bir ürün gamı hazırlamaktadır.

 T1 Industrial® hakkındaki teknik makaleye buradan göz atabilirsiniz.

Single Pair Ethernet - SSS

Single Pair Ethernet nedir?

Single Pair Ethernet (SPE) endüstriyel otomasyonun her alanında ilk kez uygun maliyetli Ethernet kullanımı sağlar. Single Pair Ethernet 1GBit/sn'ye kadarlık hızlarda veri iletimi için tek bir kablo çifti kullanır. Bu da SPE'yi, Endüstri 4.0 ve IIoT çağında endüstriyel uygulamalar için ideal hale getirir. Single Pair Ethernet adlı bu ücretsiz e-Kitap, Single Pair Ethernet hakkında ayrıntılı bilgi sağlar.

Single Pair Ethernet'in geleneksel Ethernet'e göre avantajları nelerdir?

Geleneksel Ethernet iki veya dört kablo çifti gerektirir. Buna kıyasla SPE'de sadece bir çift bulunur. Bu da maliyetleri ve ağırlığı azaltmaya yardımcı olur ve küçük boyutu sayesinde yeni cihazlara ve ortaya çıkan endüstriyel saha düzeyine erişime olanak tanır. Bu nedenle SPE IIoT'nin temelini oluşturur.

Single Pair Ethernet konnektörleri için hangi standartlar öne çıkmaktadır?

2018'de ISO/IEC JTC 1/SC 25/WG 3 ve TIA 42 komiteleri standart SPE arayüzlerini belirlemek için uluslararası bir seçim süreci düzenlemiştir. 20'den fazla komitenin tercihi olarak iki birleşme yüzeyi ortaya çıkmıştır:

  • bina kablo tesisatı (M1I1C1E1) için, IEC 63171-1'e uygun konnektör yüzeyi: CommScope;
  • endüstriyel ve endüstri ile ilgili uygulamalar (M2I2C2E2 ve M3I3C3E3) için, IEC 63171-6'ya (önceden IEC 61076-3-125) uygun birleşme yüzeyi: HARTING T1 Industrial®.

Bu bakımdan SPE arayüzleri üzerinden önemli küresel bir mutabakat bulunmaktadır.

Single Pair Ethernet üzerinden güç de aktarılabilir mi?

Yeni SPE iletim standartları için güç iletimi de standart hale getirilmiştir. PoDL (Veri Hattı Üzerinden Güç) 50 W'a kadar etkin güç beslemesini tarif etmede kullanılan terimdir.

Single Pair Ethernet üzerinden iletilebilecek veri hızı nedir?

IEEE 802.3bp 1000BASE-T1 temelli Ethernet teknolojisi günümüzde zaten mevcuttur ve sadece bir çift bakır kablo üzerinden 1 Gbit/sn iletim hızı sağlamaktadır. IEEE, yüksek çözünürlüklü sensörler ve video iletimleri için gereken 10 Gbit/sn'ye kadarlık daha yüksek veri hızları için (IEEE 802.3ch) yeni bir standart üzerinden halihazırda çalışmaktadır. Buna ek olarak sadece 10 Mbit/sn için bir standart (IEEE 802.3cg) geliştirilmektedir. Bu standart 1.000 metrelere kadar iletim mesafeleri sağlamakta olup bu nedenle neredeyse tüm fieldbus tiplerinin yerini alabilecektir.

Single Pair Ethernet teknolojisinin kökeni nedir?

SPE'nin geliştirilmesi, Broadcom Corporation tarafından geliştirilen BroadR-Reach Standardı ile başlamıştır. CAN bus'ın yerini alacak bir standarda ihtiyaç duyan ve bu yeni TCP/IP temelli iletim yöntemini belirleyen otomotiv endüstrisinden sonra IEEE 802.3 çalışma grubu EEE 802.3bw-2015 madde 96'da standart 100BASE-T1 olarak ilk SPE standardını yayınlamıştır. SPE şimdi endüstrinin gereksinimlerine uyarlanmaktadır.

Single Pair Ethernet otomasyona yönelik avantajlar sunuyor mu?

Küresel olarak standart hale getirilmiş SPE altyapısı ile ilk kez Ethernet'i buluttan sensör-aktüatör ağlarına kadar saha düzeyinde kullanmak yapılabilir oldu. Bu durum veri işlemede aksamaları önlemekte ve iletişim için birleştirilmiş bir temel oluşturmaktadır. IIoT'yi mümkün kılmıştır.

Single Pair Ethernet konnektörleri için hangi standartlar mevcuttur?

SPE konnektörleri için halihazırda aşağıdaki standartlaştırma projeleri hazırlanmaktadır:

  • IEC 63171 – Gerekli tüm teknik özellikler ve test işlemleri ile birlikte temel standart (CD hazırlanıyor)
  • IEC 63171-1 – M1I1C1E1 uygulamaları için LC kilitlemeyi temel alan CommScope'un SPE konnektörleri (CDV mevcut)
  • IEC 63171-2 – M1I1C1E1 uygulamaları için Reichle & De-Massari'nin SPE konnektörleri (CD mevcut)
  • IEC 63171-3 – M1I1C1E1 uygulamaları için bilinen Tera konnektörlerinin bir çiftini temel alan Siemon firmasının SPE konnektörleri (NP mevcut)
  • IEC 63171-4 – M1I1C1E1 uygulamaları için BKS'nin SPE konnektörleri (NP mevcut)
  • IEC 63171-5 – M2I2C2E2 ve M3I3C3E3 uygulamaları için IEC 63171-2 konnektör yüzeyini temel alan Phoenix Contact firmasının SPE konnektörleri (CD mevcut)
  • IEC 63171-6 (önceden IEC 61076-3-125) – M2I2C2E2 ve M3I3C3E3 uygulamaları için HARTING ve TE Connectivity firmalarının SPE konnektörleri (CDV mevcut, FDIS hazırlanıyor ve son yayın 2019)

Single Pair Ethernet'in otomasyonda avantajları nelerdir?

Otomasyonda SPE, saha düzeylerinin Gbit/s Ethernet kullanılarak bağlanmasını sağlar. Bu da veri işlemede yaşanan aksaklıkları geçmişte bırakır ve TSN ile her sensör gerçek zaman yeteneğine kavuşur.

SPE'nin demiryolu çözümlerinde avantajları nelerdir?

Her 100 metre SPE kablosu standart Ethernet kablosundan yaklaşık 1,6 kg daha hafiftir. Bu ağırlık azaltımı ile bir tren işletmecisi işletme maliyetlerinde yaklaşık 14.000 Euro tasarruf edebilir.

Single Pair Ethernet robotiğe yönelik avantajlar sunuyor mu?

Sadece tek bir kablo çifti ile SPE kabloları çok daha ince olup bu nedenle standart Ethernet kablosuna göre daha esnektir. Kablo ne kadar ince olursa bükülme ve burkulma döngülerine o kadar çok dayanıklı olur. Sonuç olarak daha uzun kullanım ömrü ve maliyet tasarrufları sağlanır. SPE bu nedenle gelecek robotik uygulamaları için ideal kablajdır.

Single Pair Ethernet mevcut ağ kabloları üzerinden iletilebilir mi?

Bu, kablo paylaşımı olarak bilinir ve SPE'nin dört perli Ethernet kablosu üzerinden iletilmesini içerir. Teorik olarak mümkün olmakla birlikte pratik değildir. 1 GBit SPE'nin iletim uzunlukları şu anda 40 metre ile sınırlıdır. Güvenli iletimi sağlamak için kablo Cat. 7 standardını karşılamalıdır. Bu nadir bir durumdur. SPE, Ethernet standardına pratik bir ilave ve fieldbus'ların ikamesi olarak görülmelidir.

Single Pair Ethernet ne tür uygulamalarda kullanılabilir?

Çok küçük cihaz soketleri sayesinde SPE, endüstriyel uygulamalarda modern kamera sensörleri için ideal teknolojidir. Bunlar küçük ve kompakt bir arayüz üzerinden yüksek veri hızlarına ihtiyaç duyarlar. HARTING T1 Industrial konnektörümüz IEC 63171-6 uyarınca bu gereksinimleri karşılar.

SPE Endüstriyel İş Ortağı Ağı nedir?

SPE Endüstriyel İş Ortağı Ağı, SPE ağları ve aygıtları kurmak isteyen kullanıcıların ilk temas noktasıdır. Tüm üye firmalar, Single Pair Ethernet'i Endüstriyel Nesnelerin İnternetinin (IIoT) hızlı ve sürdürülebilir büyümesi için temel olarak görmektedirler. İş ortağı ağı, Single Pair Ethernet hakkında daha fazla bilgi içeren kendi web sitesini işletmektedir.